第10章 红外吸收光谱分析IR.pptVIP

第十章 红外吸收光谱分析(IR) §10－1 红外吸收光谱分析概述 红外吸收光谱法又称分子振动转动光谱。它是利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸收特性来进行结构分析、定性和定量分析的一种分析方法。 一、红外光区的划分 在可见光区和微波光区之间，波长范围约为0.78～1000μm。 二、红外光谱的表示方法 当一束具有连续波长的红外光通过物质时，其中某些波长的光就要被物质吸收。 当物质分子中某个基团的振动频率和红外光的频率一样时，二者发生共振，分子吸收能量，由原来的基态振动能级跃迁到能量较高的振动能级，将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来，就得到红外光谱图。 §10－2 红外吸收光谱产生的条件 红外光谱是由于分子振动能级的跃迁产生的（同时伴随转动能级跃迁）。 1.辐射应具有刚好能满足物质跃迁时所需的能量。 E辐射＝ΔE振动 2.分子在振动、转动过程中必须有偶极矩的净变化，Δμ?0 （红外吸收主要限于正负电荷中心不重叠的，不对称的极性分子。） §10－8 红外光谱的应用 1.定性分析 §10－8 红外光谱的应用 2.定量分析： 根据物质组分的吸收强度来进行分析。依据是朗伯－比尔定律。 * * 分子转动、晶格振动 25-300 μm 远红外光区 分子中基团振动、分子转动 2.5-25 μm 中红外光区 OH、NH及CH键的倍频合频吸收区 0.78-2.5 μm 近红外光区 红外光谱一般是指中红外光谱。 红外光谱的表示方法： 红外光谱以T~?或T~ 来表示，下图为苯酚的红外光谱。 T(%) 注意换算公式： 苯衍生物的红外光谱图 1）红外吸收只有振-转跃迁，能量低； 2）应用范围广：除单原子分子及单核分子外，几乎所有有机物均有红外吸收； 3）分子结构更为精细的表征：通过IR谱的波数位置、波峰数目及强度确定分子基团、分子结构； 4）定量分析； 5）固、液、气态样均可用，且用量少、不破坏样品； 6）分析速度快。 7）与色谱等联用（GC-FTIR）具有强大的定性功能。 三、红外光谱的特点 1.定性分析 （1） 已知物的签定 将试样谱图与标准谱图对照或与相关文献上的谱图对照（2）未知物结构分析 如化合物不是新物质，可将其红外谱图与标准谱图对（查对） 如果化合物为新物质，则须进行光谱解析，其步骤为： 1）该化合物的信息收集：试样来源、熔点、沸点、折光率、旋光率等； 2）不饱和度的计算： 通过元素分析得到该化合物的分子式，并求出其不饱和度过?. ?=0 时，分子是饱和的，分子为链状烷烃或其不含双键的衍生物； ?=1 时，分子可能有一个双键或脂环； ?=3 时，分子可能有两个双键或脂环； ?=4 时，分子可能有一个苯环。 一些杂原子如S、O不参加计算。 3）查找基团频率，推测分子可能的基团； 4）查找红外指纹区，进一步验证基团的相关峰； 5）能过其它定性方法进一步确证：UV-V is、MS、NMR、Raman等。 目前有两类红外光谱仪：色散型和傅立叶变换型（Fourier Transfer, FT） 一、色散型：与双光束UV-Vis仪器类似，但部件材料和顺序不同。 调节 T% 或称基线调平器 置于吸收池之后可 避免杂散光的干扰 §10－10 红外光谱仪 1. 光源 常用的红外光源有Nernst灯和硅碳棒。 2. 吸收池 红外吸收池使用可透过红外的材料制成窗片；不同的样品状态（固、液、气态）使用不同的样品池，固态样品可与晶体混合压片制成。